地下工程爆破施工與安全控制之淺析

繆衛(wèi)東

中國地震局地球物理勘探中心 河南 鄭州 450000

引言

這幾年以來我國的基建發(fā)展如火如荼，伴隨著各種各樣的城市建設(shè)和水電交通及國家設(shè)施建設(shè)，與此同時(shí)城市建設(shè)、地下商場(chǎng)、鐵路地鐵等地下工程越來越多，從目前我國的地下鐵路公路、水電工程等情況來看，我國在巖石力學(xué)方面有一定長久的發(fā)展。伴隨著爆破技術(shù)和巖石力學(xué)的不斷發(fā)展，隨著科研人員的不斷開展和創(chuàng)新，如今怎么樣定量爆破震動(dòng)下巖石總體上的演化也是一個(gè)相對(duì)比較難的過程。從目前來看許多問題仍需要進(jìn)一步的深度研究，那么如何描述爆破震動(dòng)下的爆破規(guī)律并且如何對(duì)于工程施工中進(jìn)行安全的控制這也正是相關(guān)學(xué)者所需要研究的問題。本文查詢了大量的國內(nèi)外相關(guān)資料以及一些理論為基礎(chǔ)，采用一些理論研究方法，對(duì)地下工程的爆破施工進(jìn)行系統(tǒng)的研究，以期將所研究出的方法應(yīng)用于具體工程實(shí)踐，也為地下工程提供一定的借鑒意義。

1 地下工程爆破施工與安全控制現(xiàn)狀

本文在研究基礎(chǔ)上結(jié)合我國一些特殊地下工程的爆破施工，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)累計(jì)和損傷機(jī)理等理論研究問題，提供了一種新的方法，而且為預(yù)防爆破的巖體和整體地下結(jié)構(gòu)和損失結(jié)構(gòu)提供了一定的研究指導(dǎo)和理論指導(dǎo)。

根據(jù)上述系統(tǒng)來進(jìn)行具體的研究，本文獲得的主要研究結(jié)論和主要的研究結(jié)果如下所示：本文建立了在地下工程基于爆破震動(dòng)測(cè)試對(duì)于地下的損失應(yīng)該根據(jù)損失計(jì)算方法，成功對(duì)于爆破作用下整個(gè)巖石的規(guī)律進(jìn)行一個(gè)初步的計(jì)算，并且在爆破作用之下與混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量等等都具有一定的關(guān)系，用這種方法來統(tǒng)計(jì)其中的規(guī)律來進(jìn)行計(jì)算，確定其中最穩(wěn)定的方法。

這種方法能迅速地將在進(jìn)行爆破的時(shí)候所造成的損傷和其聯(lián)系起來，只要測(cè)試出在爆破時(shí)間內(nèi)所需要的加速度和總體質(zhì)量，在之后可以用超聲波碎石來避免塌方或者其他的工程質(zhì)量安全中的隱患，同時(shí)在使用超聲波的時(shí)候也就能夠避免爆破和整體塌方引起的這些缺點(diǎn)，但是沒有穩(wěn)定的計(jì)算出整個(gè)地下工程結(jié)構(gòu)的損傷距離和損傷范圍。

經(jīng)過準(zhǔn)確的計(jì)算和研究表示：在爆破損傷的時(shí)候振動(dòng)速度和爆破速度顯示出高度的一致，當(dāng)振動(dòng)幅度很大的時(shí)候，爆破速度也會(huì)從根本上受到影響，也就是說爆破速度和振動(dòng)速度在某種程度上是能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡的，整個(gè)隧道內(nèi)部在進(jìn)行混凝土加固的情況下因?yàn)楸扑斐傻奈ｋU(xiǎn)系數(shù)是不同的。上臺(tái)階部分由于會(huì)受到大范圍爆破震動(dòng)的影響，顯得會(huì)更加危險(xiǎn)和波動(dòng)情況比較大。相對(duì)來說比較靠下的臺(tái)階危險(xiǎn)系數(shù)也比較大一些，隨著工期不斷增長之后混凝土結(jié)構(gòu)也不斷加深，這對(duì)爆破作業(yè)的要求也進(jìn)一步提高。經(jīng)過對(duì)于國內(nèi)的一些地下爆破作業(yè)來看，總體在于工程的爆破當(dāng)中的噴射混凝土?xí)?duì)作業(yè)造成一定的困難和損傷，所以必須對(duì)這種情況采取一定的應(yīng)用和管理措施，從而保證整個(gè)隧道的安全生產(chǎn)情況。

在具體的施工過程當(dāng)中引進(jìn)了相對(duì)來說比較安全的多重破壞原則，將損傷的安全閾值進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，這時(shí)候采用多變的能量順勢(shì)曲線來預(yù)估爆破時(shí)所產(chǎn)生的強(qiáng)度，相對(duì)來說比較直觀地反映出在進(jìn)行爆破作業(yè)的時(shí)候能量集中的頻率，相對(duì)來說爆破所產(chǎn)生的振動(dòng)能量在低頻階段集中，同時(shí)這也表示瞬時(shí)能量波動(dòng)方位比較強(qiáng)烈。能量爆破峰值在某種程度上不一定是最大藥量所產(chǎn)生的，同時(shí)這和爆破所傳播的距離有一定的關(guān)系，臺(tái)上處于兩股能量波的影響狀態(tài)，且相對(duì)來說持續(xù)的時(shí)間又比較長，所以在爆破的時(shí)候?qū)τ谥邢路揭M(jìn)行重視防止意外的發(fā)生，防止出現(xiàn)人員傷亡和財(cái)務(wù)方面的損失。

2 地下工程爆破施工與安全控制展望

多次反復(fù)爆破地下結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的累積效應(yīng)從總體上來說設(shè)計(jì)到很多學(xué)科知識(shí)的相互交叉，是一種相對(duì)來說比較負(fù)責(zé)和繁重的工作任務(wù)，本文對(duì)于地下結(jié)構(gòu)在爆破過程中所進(jìn)行的測(cè)試和具體的影響因素進(jìn)行了具體的分析，在一些方面進(jìn)行了探索并取得了相應(yīng)的成果，但是這些研究成果相比較于本質(zhì)卻僅僅只是一小步，從目前我國的地峽工程爆破的總體研究情況來看，還有很多方面需要進(jìn)行細(xì)化研究：對(duì)爆破震動(dòng)的相對(duì)信號(hào)對(duì)于地下結(jié)構(gòu)的破損程度分析，這無疑是對(duì)于地下工程結(jié)構(gòu)的一大進(jìn)步。除此之外在總體工程上本文所提供的一些基礎(chǔ)方法并不能對(duì)于地下工程所產(chǎn)生的損傷進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，也沒有辦法對(duì)發(fā)生的問題進(jìn)行具體的檢測(cè)，可以在內(nèi)部設(shè)置一個(gè)傳感器，對(duì)先進(jìn)的信號(hào)分析，這才有可能解決這個(gè)技術(shù)性的難題，本文所提出的累計(jì)損傷方法的具體估算還需要在具體問題上進(jìn)一步進(jìn)行研究，對(duì)于混凝土方面的動(dòng)態(tài)力學(xué)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也需要進(jìn)一步地出臺(tái)。

3 結(jié)束語

本文多次提到了在多次爆破作用下所進(jìn)行累積的計(jì)算方法，可以進(jìn)行方便的計(jì)算損失量。除此之外，該方法的具體使用程度還需要接下來工程的進(jìn)一步檢驗(yàn)和實(shí)例論證，才能夠運(yùn)用到實(shí)際的工程操作當(dāng)中去。本文所涉及的抗拉強(qiáng)度，仍然需要進(jìn)一步的研究和進(jìn)一步的探索。本文針對(duì)在地下工程中爆破作業(yè)所引起的安全問題給出了一系列工程措施和改進(jìn)方法，以期望能夠?yàn)榈叵鹿こ瘫剖┕づc安全度的控制研究方面能夠添磚加瓦。因?yàn)闀r(shí)間和準(zhǔn)備上的倉促，本文的研究僅僅針對(duì)爆破震動(dòng)等方面進(jìn)行了單一化研究，從爆破震動(dòng)的誘因上還不夠深刻，本人將在日后的學(xué)習(xí)與研究過程當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行更深一步的探索。